Kennametal: Hochdynamisch bohren 3D-gedruckte Werkzeuge bohren effizienter

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Ein von Kennametal verwirklichtes, nur 7 kg leichtes, aus Kohlefaser-Verbundwerkstoff gefertigtes Kombinationswerkzeug verkürzt Rüstzeiten und ermöglicht, mehrere Geometrien in einem Ablauf hochdynamisch zu bearbeiten.

Ausgezeichnete Innovation: Für die leichten Kombinationswerkzeuge erhielt der Werkzeughersteller den Preis «Best of Industry» der Fachzeitschrift MM MaschinenMarkt.
Ausgezeichnete Innovation: Für die leichten Kombinationswerkzeuge erhielt der Werkzeughersteller den Preis «Best of Industry» der Fachzeitschrift MM MaschinenMarkt.
(Bild: Kennametal)

Speziell zum Bearbeiten von Elektromotoren für die E-Mobilität der Zukunft hat der Werkzeughersteller ein optimiertes Bohrwerkzeug konzipiert. Es dient dazu, die Bohrung für den Stator im Aluminium­gehäuse der Elektromotoren fertig zu bearbeiten. Dafür kann das Werkzeug drei Durchmesser in einem zügigen Ablauf bearbeiten.

3D-Druck minimiert Masse

Das besonders leichte Kombinationswerkzeug ist mit einem steifen und stabilen, dabei aber trägheitsarmen und leichten Mittelrohr aus Kohlefaser-Verbundwerkstoff ausgeführt. An ihm befinden sich drei Arme, die die Werkzeuge tragen. Kleine Masse und niedriges Trägheitsmoment ermöglichen zum einen einen einfachen, komfortablen Wechsel und zum anderen ein Beschleunigen auf hohe Drehzahlen und das Abbremsen in der Hauptspindel innerhalb kürzester Zeit. Das verkürzt erheblich unproduktive Nebenzeiten.

Nochmals verbessert

Verglichen mit den zuvor bereits verwirklichten Bohrwerkzeugen ähnlicher Ausführung ist die aktuelle Variante nochmals um 20 Prozent leichter.

Die Struktur der drei Arme wurde auf maximale Steifigkeit hin optimiert. Für seine hervorragenden, innovativen Merkmale wurde das Bohrwerkzeug jüngst - basierend auf einer Abstimmung unter Lesern und Branchenexperten – mit dem Preis «Best of Industry» der Fachzeitschrift MM MaschinenMarkt in der Kategorie Produktion und Fertigung ausgezeichnet. Zur Konstruktion des Werkzeugs erläutert Ingo Grillenberger, Produktmanager bei Kennametal: «Während unsere Automobilkunden ihr Angebot an Hybrid- und Elektrofahrzeugen erweitern, reagieren wir weiter auf ihren Bedarf an leichteren Werkzeuglösungen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Fertigungstechniken wie 3D-Druck konnten wir das Gewicht gegenüber dem Werkzeug der ersten Generation um weitere 20 Prozent reduzieren, die Spankontrolle verbessern und die Werkzeugsteifigkeit erhöhen – Optimierungen, die unseren Kunden helfen, schneller und effizienter zu bearbeiten.»

Hochgenau und prozesssicher

Durch die Bearbeitung von drei Durchmessern in einem Arbeitsgang gewährleistet das Bohrwerkzeug eine optimale Ausrichtung und Konzentrizität der bearbeiteten Zylinder. Zudem verkürzt diese Kombinationsbearbeitung deutlich die Zykluszeit. Auch auf weniger leistungsstarken Bearbeitungszentren kann das Werkzeug aufgrund seiner niedrigen Masse und seines kleinen Trägheitsmoments produktiv und sinnvoll eingesetzt werden. Seine flügelförmigen Arme mit innerer Kühlmittelzufuhr sorgen dafür, dass Späne problemlos aus dem Eingriffsbereich der Schneiden abgeführt werden. Zudem werden die Schneiden und die Führungsfasern gut mit Kühlschmiermittel versorgt. Mit konventionell gefertigten Werkzeugen wäre dies kaum zu verwirklichen, wie Ingo Grillenberger anmerkt. Das im Bohrwerkzeug integrierte Reibsystem RIQ vereinfacht darüber hinaus den Wechsel der Schneidplatten und das genaue Einstellen auf den geforderten Durchmesser. - kmu - SMM

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